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目录 1

第一章　自动控制系统概述 1

§1-1 引言 1

§1-2　开环控制和闭环控制 1

一、开环控制系统 1

二、闭环控制系统 2

§1-3 自动控制系统的组成 3

§1-4 自动控制系统的分类 4

一、按输入量变化的规律分类 4

二、系统的动态性能指标 7

一、系统的稳定件 7

§1-5 自动控制系统的性能指标 7

三、按系统的输出量和输入量间的关系分类 7

二、按系统传输信号对时间的关系分类 7

三、系统的稳态性能指标 8

§1-6　研究自动控制系统的方法 9

小结与习题 10

第二章　直流调速系统的工作原理 12

§2-1 有静差晶闸管直流调速系统 12

一、系统的组成 12

二、系统的方块图 17

三、系统的自动调节过程及其机械特性 17

四、其他反馈量的引入 19

二、定性分析 20

一、系统结构特点和技术数据 20

§2-2　小功率有静差直流调速系统 20

实例分析 20

三、系统的自动调节过程 24

§2-3　无静差直流调速系统 24

一、比例—积分（PI）调节器 24

二、系统无静差的实现 28

§2-4　速度和电流双闭环调速系统 30

一、双闭环调速系统的组成 30

二、ST和LT两个调节器的作用 31

三、双闭环调速系统的机械特性 33

四、双闭环调速系统的起动特性 33

小结、思考题与读图练习 35

第三章　随动系统的工作原理 40

§3-1　随动系统的组成 40

一、检测元件 40

二、伺服电机 43

三、相敏整流与滤波电路 43

四、放大电路 45

§3-2　随动系统的控制特点与实例分析 47

一、系统的组成 47

二、系统的方块图 49

三、随动系统的自动调节过程 49

小结、思考题与读图练习 50

§4-1　系统的微分方程 53

一、系统微分方程式的建立 53

二、微分方程建立举例 53

第四章 自动控制系统的数学模型 53

§4-2 传递函数和动态结构图 56

一、传递函数的概念 56

二、动态结构图 58

§4-3　典型环节的传递函数和结构图 58

一、比例环节 58

二、积分环节 59

三、理想微分环节 59

五、比例微分环节 60

四、惯性环节 60

六、振荡环节 61

七、延迟环节 63

八、运算放大器 64

§4-4 自动控制系统的结构图 66

一、系统结构图的画法 66

二、自动控制系统结构图举例 67

§4-5　结构图的化简和系统 71

传递函数的求取 71

一、结构图的等效变换规则 71

二、反馈系统结构图的化简 74

三、梅逊公式 75

四、系统闭环传递函数的求取 77

小结、思考题与习题 78

第五章　频率特性 82

§5-1 频率特性的基本概念 82

一、频率特性的概念 82

二、频率特性的定义 83

三、频率特性的物理意义 83

§5-2　频率特性与传递函数的关系 83

§5-3　频率特性表示方式 85

一、比例环节 88

二、积分环节 88

§5-4　典型环节的频率特性 88

三、理想微分环节 89

四、惯性环节 89

五、比例微分环节 91

六、振荡环节 92

七、延迟环节 93

§5-5　系统的开环频率特性 94

§5-6　系统的闭环频率特性 97

小结与习题 99

第六章 自动控制系统的稳定性分析 104

§6-1 系统稳定性概念 104

§6-2 系统稳定性与数学模型间的关系 104

§6-3　代数稳定判据 106

§6-4　奈氏稳定判据 108

§6-5 稳定裕量与系统相对稳定性 110

§6-6　对数频率稳定判据 111

§6-7 系统稳定性分析举例 113

小结与习题 116

第七章 自动控制系统的稳态性能分析 119

§7-1 稳态误差的概念 119

一、系统误差 119

二、稳态误差 120

§7-2 稳态误差与系统类型、系统开环增益间的关系 121

间的关系 122

§7-3　系统稳态误差与输入信号 122

§7-4 由开环频率特性分析系统 124

的稳态？ 124

§7-5 自动调速系统的稳态性能分析 125

一、自动调速系统稳态性能的特点 125

二、自动调速系统的静差率 125

三、自动调速系统稳态性能分析举例 125

§7-6　随动系统的稳态性能分析 127

一、随动系统稳态性能的特点 127

二、随动系统稳态性能分析举例 127

一、按扰动进行顺馈补偿 128

二、按输入量进行顺馈补偿 128

§7-7　顺馈补偿对系统稳态性能的改善 128

小结、思考题与习题 129

第八章 自动控制系统的动态性能分析 131

§8-1 系统跟随动态指标的求取及分析 131

一、跟随阶跃响应曲线 131

二、跟随动态指标 132

三、跟随动态性能分析 135

§8-2 系统抗扰动态指标的求取及分析 136

一、扰动响应曲线 136

二、抗扰动态指标 137

三、抗扰动态性能分析 138

一、二阶（典Ⅰ）系统的开环频率特性及频域指标 140

§8-3 系统动态性能与开环频率特性间的关系 140

二、时域指标与频域指标间的关系 141

三、以开环频率特性分析系统动态性能的条件 142

§8-4 系统动态性能与闭环频率特性间的关系 142

一、二阶系统的闭环频率特性及频域指标 142

二、时域指标与频域指标间的关系 143

§8-5 高阶系统动态性能的估算 144

一、近似应用二阶系统的关系式 144

进行估算 144

二、根据经验公式进行估算 144

小结、思考题与习题 145

二、有源校正装置 147

一、无源校正装置 147

§9-1 校正装置 147

第九章 自动控制系统的校正 147

§9-2 串联校正 151

一、用比例—微分（PD）校正装置进行串联校正（相位超前校正） 151

二、用比例—积分（PI）校正装置进行串联校正（相位滞后校正） 152

三、用比例—积分—微分（PID）校正装置进行串联校正（相位滞后—超前校正） 153

§9-3　反馈校正 154

小结、思考题与习题 159

第十章 自动控制系统的设计方法 161

§10-1 系统固有部分频率特性的确定 161

§10-2 系统预期对数频率特性的建立 163

一、建立预期对数频率特性的一般原则 163

二、工程上确定预期对数频率特性的一些方法 164

§10-3 双闭环直流调速系统的设计举例与分析 167

一、系统数学模型的建立 167

二、系统的简化和调节器参数的计算 170

三、几点说明 176

§10-4　小功率随动系统的设计举例 177

与分析 177

一、系统数学模型的建立 177

二、系统固有特性的确定 178

三、系统预期开环对数频率特性的确定 178

四、校正装置的选择和参数的计算 180

小结、思考题与习题 181

五、几点说明 181

第十一章 自动控制系统的分析与调试 185

§11-1 自动控制系统的分析步骤 185

一、了解工作对象对系统的要求 185

二、搞清系统各单元的工作原理 186

三、搞清整个系统的工作原理 187

四、建立系统的数学模型（结构图） 187

五、系统性能的定量分析（或估算） 191

§11-2 自动控制系统的调试方法 191

一、系统调试前的准备工作 191

三、系统调试过程 192

二、制订调试大纲的原则 192

§11-3　系统的维护使用和故障检查 194

一、系统的维护使用 194

二、系统的故障检查 195

小结、思考题、习题与读图练习 196

第十二章 附录——拉普拉斯变换 203

一、拉氏变换的概念 203

二、拉氏变换的主要运算定理 206

三、拉氏反变换 209

四、拉氏变换应用举例 210

本书符号说明 214

参考书目 216